Question

字符串是计算机世界和人类世界之间的基本交互单元。最初，几乎所有的原始数据都存储为字符串。在本单元中，你将学习如何评估和操作文本字符串。

本单元中描述的所有函数都是内置的str类的成员函数。

大小写转换函数返回原始字符串s的一个副本：lower()函数将所有字符转换为小写；upper()函数将所有字符转换为大写；capitalize()函数将第一个字符转换为大写，同时将其他所有字符转换为小写。这些函数不会影响非字母字符。大小写转换函数是规范化的一个重要元素，第16单元讲解了规范化的相关内容。

判定（predict）函数根据字符串s是否属于适当的类而返回True或False：islower()函数检查所有字母字符是否为小写；isupper()函数检查所有字母字符是否为大写；isspace()函数检查所有字符是否为空格；isdigit()函数检查所有字符是否为范围0～9中的十进制数字；isalpha()函数检查所有字符是否为a～z或A～Z范围内的字母字符。使用这些函数，你可以识别有效的单词、非负整数、标点符号等。

Python有时会将字符串数据表示为原始的二进制数组，而非字符串，尤其是当数据来自外部源（外部文件、数据库或Web）时。Python使用符号b来标识二进制数组。例如，bin = b"Hello"是一个二进制数组；s = "Hello"是一个字符串。s[0]和bin[0]分别是'H'和72，其中72是字符'H'的ASCII码。解码函数将二进制数组转换为字符串或反之：bin.decode()将二进制数组转换为字符串，而s.encode()将字符串转换为二进制数组。许多Python函数都需要将二进制数据转换为字符串，然后再做处理。

字符串处理的第一步是去除不需要的空白（包括换行符和制表符）。函数lstrip()（left strip）、rstrip()（right strip）和strip()分别在字符串的开始处、结束处或对整个字符串删除所有空格（不删除字符串内部空格）。经过这些删除操作后，得到的可能会是一个空字符串！

   "    Hello, world! \t\t\n".strip()

➾ 'Hello, world!'

字符串通常包含多个标记符，用空格、冒号和逗号这样的分隔符分割。函数split(delim='')使用delim作为分隔符，将字符串s分割为子字符串组成的一个列表。如果未指定分隔符，Python会使用空白字符来分割字符串，并将所有连续的空白合并：

   "Hello,  world!".split() # 两个空格！

➾ ['Hello,', 'world!']

   "Hello,  world!".split(" ") # 两个空格！

➾ ['Hello,', '', 'world!']

   "www.networksciencelab.com".split(".")

➾ ['www', 'networksciencelab', 'com']

连接函数join(ls)——分割函数的姐妹函数——将字符串列表ls连接在一起，形成一个字符串，并使用特定的对象字符串作为连接符。你可以使用join()函数重组字符串片段：

   ", ".join(["alpha", "bravo", "charlie", "delta"])

➾ 'alpha, bravo, charlie, delta'

在这个例子中，join()函数仅在字符串之间插入连接符，而在第一个字符串前或最后一个字符串后都不插入连接符。这种分割字符串和再次连接字符片段的操作，往往用于将已有的分隔符替换为给定的连接符，字符串本身看上去并没有明显的变化：

   "-".join("1.617.305.1985".split("."))

➾ '1-617-305-1985'

有时，为了从字符串中删除不需要的空白，你可能会同时使用这两个函数。当然你也可以使用基于正则表达式的替换来实现相同的效果（参考第10单元第2小节）。

   " ".join("This string\n\r  has    many\t\tspaces".split())

➾ 'This string has many spaces'

函数find(needle)返回对象字符串中子字符串needle第一次出现的索引值，当子字符串不存在时，返回-1。该函数区分大小写，它可用于在字符串中查找感兴趣的片段（如果存在的话）。

   "www.networksciencelab.com".find(".com")

➾ 21

函数count(needle)返回对象字符串中子字符串needle非重叠出现的次数，该函数也区分大小写。

   "www.networksciencelab.com".count(".")

➾ 2

字符串是任何数据处理程序的重要组件，但它既不是唯一的组件，也不是最高效的组件。还可以使用列表、元组、集合和字典来捆绑字符串和数值数据，以实现高效的搜索和排序。